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1、1水轮机水轮机调节调节1.2 水电生产过程(Hydro-electric Generation Process)1.机组运行工况(1)停机工况 导叶锁定：防止误开机；防止机组蠕动；全部设备复归到初始状态，准备随时开机。机组的安全工况！第一章 概 论2水轮机水轮机调节调节水电生产过程(2)空载工况机组处于调速与励磁的闭环控制下：在保证机组安全的基础上，使转速、电压基本稳定，满足同期并网条件。机组克服摩擦阻力运行，在小开度运行(325%)，水力不稳定！3水轮机水轮机调节调节空载不稳定因素：水力不稳定(?)。现象：调速器切至手动，固定导叶开度，机组转速出现周期性的摆动！调速器自动控制下，被跟踪的电网
2、频率波动。人工频率给定扰动：为了测量调速系统空载稳定性与性能而人工施加的扰动。水电生产过程4水轮机水轮机调节调节空载转速频率调节空载工况：机组与电网分开，不带负载，是机组最常运行的工况之一。空载工况转速频率调节：保证机组空载稳定，要求机组空载转速摆动不超过额定转速的0.15%；使机组转速（或频率）跟踪电网频率或频率给定。水电生产过程5水轮机水轮机调节调节水电生产过程(3)负载工况J 机组惯性系统数Jb 电网惯性系数mt 水轮机扭矩输出mg折算到扭矩的电网负荷mr 摩擦力矩 6水轮机水轮机调节调节无穷大电网：电网容量无穷大，发电机组的容量相对于电网的容量可以忽略不计。大电网：电网容量大，发电机组
3、的容量相对于电网的容量很小。小电网：电网容量小，发电机组的容量相对于电网的容量大。孤立电网：由发电机组独立承担的电网。水电生产过程7水轮机水轮机调节调节频率调节/功率调节调频机组：频率调节方式。基荷机组：功率调节方式。大电网中主要通过调度让负荷平衡达到频率恒定的目的。因此，调频机组可能也采用功率调节方式。EDF调度策略：让用电网频率计时的时钟走时准确！水电生产过程8水轮机水轮机调节调节3.功率调节负载工况下，功率给定：调速器具有功率反馈功能时，可以通过改变调速器的功率给定进行功率调节。开度给定：调速器没有功率反馈功能时，可以通过改变调速器的开度给定进行功率调节。水电生产过程9水轮机水轮机调节调
4、节水电生产过程(4)调相工况 从电网吸收有功、向电网发送无功 导叶关闭 转轮室排水10水轮机水轮机调节调节水电生产过程2.工况转换(1)启动过程 停机工况到空载工况的动态过程开机准备：闸门开启、操作电源、保护电源、技术供水电源、高压油泵电源、调速器电源、DTL准备好、AVR正常、电气保护复归、机械保护复归、轴承油位正常、机械制动系统、剪断销正常、技术供水自动位置、高压油源自动位置、GIS自动位置、防火装置正常；11水轮机水轮机调节调节 开关操作：011闭合、21117断开、2117断开、21断开、厂变开关断开、电气制动开关断开；解除闭锁：主轴密封水、围带无压、锁定拔出、制动闸落下；技术供水：自
5、流水压、阀0开、阀1/阀2开、泵1/泵2开、阀3/阀4开、SP1压力正常、正向/反向阀开、空冷流量正常、上导流量正常、下导流量正常、水导流量正常。*21断路器；216刀闸；211刀闸；21117地刀；2167地刀；21617地刀；2117地刀。水电生产过程12水轮机水轮机调节调节 高压油顶起：泵A/泵B开、压力正常；调速器开机：DTL和开/停机阀开、转速60%；励磁：转速95%、灭磁开关合、励磁运行；并网：2167/21617断开、211闭合、216闭合、21闭合；加负荷：开限开至设定值。水电生产过程13水轮机水轮机调节调节调速器开机要求：快速启动：低转速区时间短，到达额定转速时间短。不容许有
6、明显过速：稳定时间短：控制策略：后面讨论。调频机组开、停机频繁，可能每天23次。水电生产过程14水轮机水轮机调节调节水电生产过程(2)并网调节转速 频率、相位满足并网条件：调节策略：网频跟踪。为了满足相位条件，频差不能太小。15水轮机水轮机调节调节(3)调整负荷 开度限制：电开限、机械开限。加负荷：速度与稳定性的统一。减负荷：速度与稳定性的统一。避开不稳定区：振动区、汽蚀区。水电生产过程16水轮机水轮机调节调节水电生产过程(4)解列正常解列：减负荷至略大于空载，跳油开关17水轮机水轮机调节调节甩负荷：当机组在电网中带负荷运行时，由于电网故障、误操作、机组故障等原因，发电机出口开关或远方线路开关
7、跳开，机组负荷突然降到0。此时：因此：机组转速迅速上升。调速器动作关导叶，而造成 引水道及蜗壳中压力上升。水电生产过程18水轮机水轮机调节调节机组安全要求：机组转速上升不能超过容许值；同时，压力上升不能超过容许值。性能指标要求（甩负荷曲线）：机组最低转速 转速摆动次数 稳定调节时间水电生产过程19水轮机水轮机调节调节水电生产过程(5)停机过程隔河岩电厂300MW机组停机过程：减负荷：有功12MW,无功20MW；防止进入电动机运行方式！解列：21断开；机组停止运转：厂变开关断开、导叶关闭、转速60%、机端电压10%（逆变灭磁）、灭磁开关断开、制动闸投入、转速0；停高压油泵：泵A/泵B停、制动闸落
8、下；20水轮机水轮机调节调节 投锁锭：围带充气、主轴密封水关、锁锭投；停水泵：阀0关、泵1/泵2停、阀3/阀4关；停水阀：阀1/阀2关；停滤水器：滤1/滤2停；停供水阀：正向/反向阀关；闸门关闭：检修、紧急！水电生产过程21水轮机水轮机调节调节水电生产过程(6)发电转调相、调相转发电调相的概念与作用调相过程：发电转调相 调相转发电 调相转停机：调相空载(降低定子电流、增加转轮在水中的阻力)停机22水轮机水轮机调节调节水电生产过程(7)紧急停机紧急停机出现的条件：调速器控制紧急停机 保护动作紧急停机23水轮机水轮机调节调节水电生产过程状态描述：P1：静止状态P2：启动状态P3：空载状态P4：负载状态P5：调相状态P6：停机状态P7：开度限制24水轮机水轮机调节调节水电生产过程命令描述：t1：开机令 t2：启动完成t3：油开关闭合 t4：调相令t5,t7,t10：停机令 t6,t8,t9：停机令撤消t11：调相令撤消 t12,t17：油开关断开t13：开机令撤消 t14：停机完成t15：开限增 t16：开限减t18：功率给定减 t19：功率给定增